PL221623B1 - Sposób wytwarzania optycznie czystego (-)-(S)-6,4'-dihydroksyflawanonu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania (-)-(S)-6,4’-dihydroksyflawanonu o wzorze 2, przedstawionym na rysunku.

Wynalazek może znaleźć zastosowanie w przemyśle spożywczym do wytwarzania antyoksydantów oraz w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym.

Flawonoidy wykorzystywane są w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym i spożywczym, ze względu na szereg aktywności biologicznych, jakie wykazują.

Związki flawonoidowe są przedmiotem wielu badań in vitro i in vivo, z których wynika, że wykazują działanie przeciwbólowe, przeciwzapalne, przedwnowotworowe, antydiabetyczne, znoszące skurcze, przeciwwrzodowe, przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe i przeciwgrzybicze, a także ochronne w stosunku do układu krążenia, układu kostnego (zapobiegają osteoporozie) i komórek wątroby (G. di Carlo, et al. Flavonoids: Old and New Aspects of a Class of Natural Therapeutic Drugs, Life Sciences, 65(4), 1999, 337-353; W. A. Verri Jr., et al. Chapter 9: Flavonoids as Anti-Inflammatory and Analgesic Drugs: Mechanisms of Action and Perspectives in the Development of Pharmaceutical Forms, Studies in Natural Products Chemistry, 36, 2012, 297-330 Bioactive Natural Products).

Związki flawonoidowe wykorzystywane są w przemyśle kosmetycznym, między innymi ze względu na ich właściwości przeciwutleniające, działanie kojące skórę, a także zapobiegające zaczerwienieniom skóry poprzez działanie ochronne w stosunku do ścian naczyń krwionośnych (J. Arct, K. Pytkowska, Flavonoids as components of biologically active cosmeceuticals, Clinics in Dermatology, 26(4), 2008 July-Aug., 347-357). Większość związków flawonoidowych przyjmowanych doustnie zapobiega uszkodzeniom skóry wywołanym promieniowaniem ultrafioletowym (Y. Kimuraa, M. Sumiyoshib, Effects of baicalein and wogonin isolated from Scutellaria baicalensis roots on skin damage in acute UVB-irradiated hairless mice, European Journal of Pharmacology, 661(1-3), 2011 July, 124-132).

Udowodniono, że flawonoidy zapobiegają także utlenianiu kwasów tłuszczowych, na przykład linolowego, co może być wykorzystane w przemyśle spożywczym (B. Y. Bekera et al., Antioxidant protective effect of flavonoids on linoleic acid peroxidation induced by copper(ll)/ascorbic acid system, Chemistry and Physics of Lipids, 2011 Nov., 164(8), 732-739). Natomiast flawonoidy pozyskane z winogron wykazują działanie ochronne, podnosząc trwałość olejów z ryb, a także mrożonej rybiej tkanki mięśniowej (M. Pazosa et.al., Activity of grape polyphenols as inhibitors of the oxidation of fish lipids and frozen fish muscle, Food Chemistry, 2005 Sept., 92(3), 547-557.

Ważne jest poszukiwanie nowych, czystych optycznie substancji naturalnych cechujących się właściwościami przeciwutleniającymi, które mogą być wykorzystane w przemyśle farmaceutycznym, ale też kosmetycznym i spożywczym.

Organizm ludzki nieustannie poddany jest stresowi oksydacyjnemu będącemu skutkiem naturalnych procesów fizjologicznych lub czynników zewnętrznych. Powstające rodniki tlenowe są przyczyną tworzenia się procesów zapalnych, uważane są za jedną z przyczyn starzenia się organizmu, mutagenezy, kancerogenezy, a także chorób układu krążenia. Jedną z najważniejszych właściwości biologicznych związków flawonoidowych jest ich działanie antyoksydacyjne (K. Heim et al., Flavonoid antioxidants: chemistry, metabolism and structure-activity relationships, Journal of Natural Biochemistry 2002 Oct;13(10):572-584).

Istotą wynalazku jest to, że na przygotowaną pożywkę wprowadza się szczep Aspergillus niger MB. W momencie osiągnięcia przez grzyb końcowej fazy logarytmicznego wzrostu, dodaje się 6-butyryloksyflawanon, w ilości 10 mg na 100 ml pożywki, przy czym proces transformacji mikrobiologicznej prowadzi się wodną kulturą szczepu przy ciągłym wstrząsaniu. W wyniku działania systemu enzymatycznego szczepu, następuje hydroliza wiązania estrowego w pozycji 6, a następnie hydroksylacja w pozycji 4' substratu 6-butyryloksyflawanonu, po czym produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie.

Korzystnie jest, gdy proces prowadzi się w temperaturze od 21 do 28°C.

Korzystnie także jest, gdy rozpuszczalnikiem organicznym jest octan etylu.

Otrzymany 6,4'-dihydroksyflawanon charakteryzuje się większym potencjałem antyoksydacyjnym, niż prekursor, z którego powstał.

Zasadniczą zaletą wynalazku jest otrzymanie (-)-(S)-6,4'-dihydroksyflawanonu z nadmiarem enancjomerycznym wynoszącym 100% ee, w temperaturze pokojowej i przy pH naturalnym dla szczepu. Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania.

PL 221 623 B1

3

P r z y k ł a d. Do kolby Erlenmajera o pojemności 2000 cm , w której znajduje się 500 cm sterylnej pożywki zawierającej 5 g aminobaku i 15 g glukozy, wprowadza się szczep A. niger MB. Po 96 ₃ godzinach jego wzrostu dodaje się 50 mg 6-butyryloksyflawanonu, o wzorze 1, rozpuszczonego w 1 cm tetrahydrofuranu. Transformację prowadzi się w 25 stopniach Celsjusza przy ciągłym wstrząsani u przez 13 dni. Następnie mieszaninę poreakcyjną ekstrahuje się trzykrotnie octanem etylu, osusza bezwodnym siarczanem magnezu i odparowuje rozpuszczalnik. Otrzymany ekstrakt oczyszcza się chromatograficznie, używając jako eluentu mieszaniny octanu etylu i chlorku metylenu w stosunku 1:1.

Na tej drodze otrzymuje się 6,89 mg (-)-(S)-6,4'-dihydroksyflawanon (wydajność 16,7%).

Uzyskany produkt charakteryzuje się następującymi danymi spektralnymi.

C15H12O4; temp. top. 223-224°C; Rt 13.10 min (HPLC); czystość 99% (HPLC); ( [a] ²S °₉ = -19.49, c = 0.70, SD = 0,469, THF);

¹H NMR (CD3CN) δ: 2,73 (1H, dd, J3eq,3ax = 16.9 Hz, ^,2 = 2.9 Hz, H-3_eq), 3.06 (1H, dd, J3ax,3eq = 16.9 Hz, J3ax,2 = 13.1 Hz, H-3ax), 5.37 (1H, dd, J₂,3ax = 13.1 Hz, J₂,3eq = 2.8 Hz, H-2), 6.84 (2H, d, J = 8.5 Hz, H-3', H-5'), 6.89 (1H, d, J_8J = 8.9 Hz, H-8), 7.03 (1H, dd, J₇,b = 8.9, J₇,5 = 3.0 Hz, H-7), 7.17 (1H, d, J57 = 2.9 Hz, H-5), 7.32 (2H, d, J = 8.4 Hz, H-2', H-6);

¹H NMR (THF-d8) δ: 2,71 (1H, dd, J3eq,3ax = 16.9 Hz, J3eq,2 = 2.8 Hz, H-3_eq), 3.02 (1 H, dd, J3ax,3eq = 16.9 Hz, J3ax,2 = 13.5 Hz, H-3ax), 5.34 (1H, dd, J₂,3ax = 13.5 Hz, J₂,3eq = 2.8 Hz, H-2), 6.80 (2H, d, J =

8.4 Hz, H-3', H-5'), 6.88 (1H, d, J_8J = 8.9 Hz, H-8), 6.98 (1H, dd, J7,8 = 8.9, J75 = 3.0 Hz, H-7), 7.21 (1H, d, J57 = 3.0 Hz, H-5), 7.33 (2H, d, J = 8.4 Hz, H-2', H-6), 8.38 (1H, s, 4'-OH), 8.52 (1H, s, 6-OH).

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania optycznie czystego (-)-(S)-6,4'-dihydroksyflawanonu, o wzorze 2, znamienny tym, że na przygotowaną pożywkę wprowadza się szczep Aspergillus niger MB i w momencie osiągnięcia przez grzyb końcowej fazy logarytmicznego wzrostu, dodaje się 6-butyryloksyflawanon o wzorze 1, w ilości 10 mg na 100 ml pożywki, przy czym proces transformacji mikrobiologicznej prowadzi się wodną kulturą szczepu przy ciągłym wstrząsaniu, w wyniku czego, przy udziale systemu enzymatycznego szczepu, następuje hydroliza wiązania estrowego w pozycji 6, a następnie hydroksylacja w pozycji 4' substratu 6-butyryloksyflawanonu, po czym produkt ekstrahuje się rozpuszczalnikiem organicznym niemieszającym się z wodą i oczyszcza chromatograficznie.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces prowadzi się w temperaturze od 21 do 28°C.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnikiem organicznym jest octan etylu.